1. Wstęp.
Substancja powierzchniowo – czynna, tenzyd, surfaktant – to związek chemiczny wykazujący aktywność powierzchniową, rozpuszczony w cieczy – zwłaszcza w wodzie – zmniejsza jej napięcie powierzchniowe lub międzyfazowe, wskutek wybiórczej adsorpcji na powierzchni granicznej ciecz – gaz lub na innych powierzchniach międzyfazowych. W ten sposób związek ten łatwiej wnika w pory skóry czy tkanin i wymywa brud.
Cząsteczka takiej substancji ma co najmniej jedną grupę o powinowactwie do powierzchni wyraźnie polarnych, zapewniająca w większości przypadków jej rozpuszczalność w wodzie, a także grupę niepolarną o małym powinowactwie do wody.
W handlu dostępne podstawowe związki powierzchniowo-czynne zawierają także środki bielące, środki zapachowe, enzymy, wypełniacze, itp.
Często surfaktanty utożsamia się z detergentami, jednak nie wszystkie surfaktanty są stosowane jako detergenty i nie wszystkie detergenty działają jak surfaktanty.
Środkom do mycia naczyń stawiane są wysokie wymagania takie jak:
- bardzo niska toksyczność składników
- bardzo dobra spłukiwalność z mytych powierzchni
- mają pH 6-8 i nie mogą posiadać właściwości drażniących dla rąk, szczególnie przy długotrwałym kontakcie ze skórą ludzką. Obecnie stosuje się pH = 5 czyli takie jak naturalny odczyn skóry.
Związki powierzchniowo – czynne w kompozycjach do ręcznego mycia naczyń:
- zawierają wysokie stężenie detergentów, głównie o charakterze anionowym
- posiadają wysokie właściwości pianotwórcze z wysokim wskaźnikiem stabilności piany, związane z kryterium dobrego działania myjącego
- są odporne na twardą wodę (można myć szkło bez dodatków zmiękczających)
- cechy marketingowe: odpowiednia konsystencja (im większa lepkość, tym większy stopień koncentracji), zapach i wygląd.
W płynach do mycia naczyń stosuje się następujące związki powierzchniowo-czynne:
- anionowe:
– alkiloarylosulfoniany – bardzo dobrze usuwają zanieczyszczenia pochodzenia spożywczego
– eterosiarczany alkilowe – mają łagodniejsze oddziaływanie na skórę, są mniej wrażliwe na twardą wodę
– mieszanki alkilobenzenosulfonianu z alkiloeterosiarczanami w stosunku 4:1 – wykazują duże właściwości myjące związane z wytwarzaniem silnej piany odpornej na zabrudzenia tłuszczowe
– sulfonowane α-olefiny – obniżają działanie drażniące na skórę oraz temperaturę, aby zapobiec zmętnieniu produktu, podwyższają stabilność i klarowność produktu
- niejonowe:
Są mniej popularne niż anionowe związki powierzchniowo-czynne, ze względu na ich wyższą cenę i ograniczoną rozpuszczalność w roztworach wodnych. Wspomagają tworzenie się piany i mają łagodne działanie na skórę.
Należą do nich m.in.:
– etoksylowane liniowe alkohole, etoksylowane alkilofenole, alkiloamidy, tlenki alkiloamin.
Składniki pomocnicze dodawane do środków do mycia naczyń:
- chlorek sodu:
– reguluje lepkość płynów
– zwiększa efektywność myjącą płynu oraz jego gęstość
- dodatki zapachowe np. cytrynowy
- dodatek związków hydrotopowych zwiększa klarowność produktu.
Kryteria dotyczące jakości środków do mycia naczyń na podstawie zawartości związków powierzchniowo-czynnych (ZPCz):
♠ grupa 1 zawiera 10-15% wag. ZPCz, rozpowszechniona jest w Polsce i Hiszpanii.
♠ grupa 2 zawiera 18-27% wag. ZPCz, rozpowszechniona jest w Niemczech, Włoszech, Szwajcarii, Belgii i Holandii.
♠ grupa 3 zawiera 30 – 40% wag. ZPCz, rozpowszechniona jest w Anglii i Francji.
Podstawowym testem do oceny właściwości płynów i proszków do mycia naczyń jest oznaczenie zdolności emulgowania tłuszczów w kąpieli myjącej. Metoda opiera się ma ocenie zdolności emulgowania oleju rzepakowego zabarwionego czerwienią Sudanowi przez wodny roztwór badanego płynu o stężeniu10g/l i jest określona dokładnie w normie branżowej BN-90/6143-01/08.
2. Część doświadczalna.
Celem doświadczenia jest zbadanie wpływu związku powierzchniowo – czynnego, dostępnego w handlu, pod nazwą Ludwik, płyn do mycia naczyń, na wybrane cięte rośliny ozdobne znajdujące się w wodzie oraz w wodzie z dodatkiem środka myjącego.
2.1 Sprzęt.
Aby przygotować roztwór Ludwika do badań, wykorzystano:
♠ pipetę szklaną,
♠ szklane butelki o pojemności 1 litra
2.2 Odczynniki.
♠ Ludwik, płyn do mycia naczyń, o zapachu miętowym (INCO-VERITAS, Góra Kalwaria, Polska)
♠ woda kranowa
2.3 Roztwór.
Do badań użyto roztworu Ludwika o stężeniu 0,5 %.
2.4. Kwiaty.
♠ Rudbekia naga (Rudbeckia lacinata)
♠ Odętka wirginijska – Physostegia virginiana
♠ Dzielżan jesienny – Helenium autumnale (żółty i brązowy)
♠ Tawułka chińska – Astilbe chinensis
♠ Liatra kłosowa – Liatris spicata
♠ Jeżówka – Echinacea
2.5 Typowa procedura.
Do szklanych butelek wprowadzano 1 litr wody kranowej. Za pomocą pipety szklanej dodawano 5 ml Ludwika, płynu do mycia naczyń, o zapachu miętowym. Zawartość butelki szklanej razem z Ludwikiem intensywnie mieszano. Do każdej butelki z takim roztworem wkładano 1 łodygę określonej rośliny kwitnącej. Jako odnośnik używano do każdej rośliny drugiej butelki szklanej, tylko z wodą kranową. Wodę i roztwór Ludwika zmieniano co 3 dni.
3. Wnioski.
Najbardziej wrażliwa okazała się rudbekia, która wytrzymała w niekorzystnych warunkach jeden dzień, ze względu na to, że lubi umiarkowanie wilgotne środowisko. Niewiele dłużej przetrwała gałązka znajdująca się w zwykłej wodzie. Wpływ na to miał nie tylko surfaktant, ale wcześniejsze zbyt długie przebywanie roślin bez wody w bardzo ciepłym środowisku.
Kwiatostan latrii, jeden z piękniejszych okazów badanej kolekcji, w roztworze Ludwika przetrwał w podobny sposób jak ten sam we wodzie. Latria jest najbardziej trwała pod względem kwiatów ze wszystkich badanych tu roślin. Jednak toksyczne macki środka myjącego dosięgły jej liście i zabarwiły na nieciekawy, brązowy kolor, a także spowodowały ich częściowe gnicie.
Kwiatostan jeżówki, nie przetrwał w zbyt dobrym stanie, tak samo liście. Nie pomogły nawet jej unikalne właściwości lecznicze.
Pod względem odporności jeżówce dorównała odętka wirginijska, jednak jej czas przetrwania był krótszy i roślina ta nie zachowała barwy kwiatów ani ich jakości z pierwszego dnia zerwania.
Ciekawym efektem okazało się częściowe odbarwienie dzielżana jesiennego, z brązowego do żółtego, w obecności wody, a także z dodatkiem surfaktantu. Dzielżany mają tendencję do mieszania się międzygatunkowego, stąd efekty te widoczne były po 2 tygodniach przebywania w warunkach domowych. Kwiaty dzielżana brunatnego przetrwały dłużej w niemiłym dla nich środowisku niż dzielżana żółtego. Liście w obu przypadkach bardzo szybko uległy uschnięciu. Częściowo wpływ na to ma właściwość dzielżana, który w normalnych warunkach w okresie kwitnienia ma uschnięte liście, a częściowo wpływ ma obecność związek powierzchniowo – czynny znajdujący się w wodzie zasilającej rośliny.
Tawułka chińska, pochodząca z dalekiego wschodu, również nie uniknęła negatywnego wpływu związku powierzchniowo – czynnego. Wpływ objął cały kwiatostan, który był ciemniejszy, bardziej suchy i nie nadający się do dalszego przechowywania w wazonie, w porównaniu do gałązki znajdującej się we wodzie.
Związki powierzchniowo – czynne dostając się do wnętrza rośliny zakłócają proces fotosyntezy. Tym samym utrudnia im to przeżycie, nawet w obecności wody. Dlatego też nie należy ich dodawać do wody, w której jest stały kontakt łodyga – woda.
Żródło:
Jan Przondo, „Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej”, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, 2010